Αυτόματος πιλότος

Αυτοματισμός συστημάτων
Οι αυτοματισμοί για τον έλεγχο συστημάτων μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κάθε τύπο κεντρικής θέρμανσης, προκειμένου να βελτιώσουν την αποδοτικότητά του και να μειώσουν το ενεργειακό κόστος. Πρόκειται για απλές και οικονομικές λύσεις που μπορούν να μειώσουν σημαντικά το κόστος, ελέγχοντας την απόδοση της θέρμανσης και μειώνοντας τη σπατάλη ενέργειας. Παρακάτω θα παρουσιάσουμε τρεις τέτοιους αυτοματισμούς: την αντιστάθμιση, το θερμοστάτη χώρου και τον θερμιδομετρητή. 

Τα προβλήματα που καλούνται να λύσουν
1) Κατά την εκπόνηση μιας μελέτης θέρμανσης χώρων, λαμβάνονται υπόψη οι δυσμενέστερες συνθήκες περιβάλλοντος, ώστε να μπορεί το εγκατεστημένο σύστημα θέρμανσης να αντεπεξέλθει σε αυτές. Ουσιαστικά όμως σπάνια καλείται να αντιμετωπίσει τέτοιες συνθήκες.
2) Οι ανάγκες θερμικής άνεσης ανά διαμέρισμα είναι πλέον πολύ διαφορετικές, με αποτέλεσμα να μην δίνεται η δυνατότητα σε μια «ενιαίας λειτουργίας» εγκατάσταση να καλύψει τις διαφορετικές απαιτήσεις των χρηστών.
3) Ανισοκατανομή της ενέργειας λόγω της ανύπαρκτης, συνήθως, υδραυλικής εξισορρόπησης των δικτύων θέρμανσης, με αποτέλεσμα την υψηλότερη θερμοκρασία στους χώρους κοντά στο λεβητοστάσιο (έως τον 2ο όροφο) και χαμηλή στους πιο απομακρυσμένους χώρους.

Λύση 1: Σύστημα αντιστάθμισης (ελεγκτής)
Τα συστήματα αντιστάθμισης (ελεγκτές), με την χρήση κατάλληλων εξωτερικών αισθητήρων, έχουν ως αποστολή να ελέγχουν και να αυξομειώνουν την θερμοκρασία προσαγωγής στα θερμαντικά σώματα, με τρόπο ώστε να προλαμβάνουν τις μεταβολές θερμοκρασίας, επιτυγχάνοντας παράλληλα εξοικονόμηση ενέργειας. Με λίγα λόγια, όταν έχει πολύ κρύο (π.χ. θερμοκρασία περιβάλλοντος 2οC), η θερμοκρασία προσαγωγής στα σώματα ρυθμίζεται ψηλά (π.χ. 85οC), ενώ όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι πχ. 12οC, η θερμοκρασία προσαγωγής ρυθμίζεται πιο χαμηλά (78οC). Έτσι, ο χρήστης απολαμβάνει την ίδια θερμική άνεση στο χώρο του, καθώς ο ελεγκτής αναλαμβάνει το ρόλο του θερμοστάτη - διαχειριστή. Υπάρχουν διάφορα συστήματα αντιστάθμισης, ανάλογα με τις υποδομές στο υφιστάμενο σύστημα θέρμανσης.

Τι είναι η αντιστάθμιση;
Ιδιαίτερα κατά τους φθινοπωρινούς και ανοιξιάτικους μήνες, και ενώ λειτουργεί η κεντρική θέρμανση του κτιρίου, παρατηρείται συχνά περιοδική αύξηση ή μείωση της θερμοκρασίας χώρου, φαινόμενο που προκαλεί σημαντική σπατάλη ενέργειας
Η αντιστάθμιση είναι ένας αυτοματισμός, ο οποίος, μέσω ενός ελεγκτή, παρακολουθεί συνεχώς την εξωτερική θερμοκρασία και τη θερμοκρασία του νερού της κεντρικής θέρμανσης και προγραμματίζει την λειτουργία της θέρμανσης, ρυθμίζοντας κατάλληλα τη θερμοκρασία του νερού ώστε να επιτυγχάνεται πάντα η επιθυμητή θερμοκρασία εντός της κατοικίας.
Έτσι το σύστημα κεντρικής θέρμανσης δεν καταναλώνει περίσσεια καυσίμου, αλλά μόνο όσο χρειάζεται, επιτυγχάνοντας τη μέγιστη δυνατή οικονομία καυσίμων και θέρμανση όλη την ημέρα με σταθερή εσωτερική θερμοκρασία.

Τι οφέλη προσφέρει;
Εξοικονόμηση ενέργειας: Με την αντιστάθμιση ρυθμίζεται η λειτουργία της κεντρικής θέρμανσης και διατηρείται η θερμοκρασία του χώρου σταθερή, χωρίς να θερμαίνονται τα σώματα παραπάνω απ’ ότι χρειάζεται.
Γρήγορη απόσβεση: Η αντιστάθμιση μπορεί να προσφέρει εξοικονόμηση στις δαπάνες θέρμανσης. Αν σκεφτούμε το κόστος του καυσίμου, καταλαβαίνουμε πως θα είναι ακόμη πιο γρήγορη η απόσβεση του κόστους εγκατάστασης.
Αίσθηση άνεσης: Είναι πιο σωστό να έχουμε σταθερή θερμοκρασία στο χώρο μας από το να τον θερμαίνουμε μερικές ώρες την ημέρα δημιουργώντας μεγάλες αυξομειώσεις στην εσωτερική θερμοκρασία και διαταράσσοντας την ισορροπία. Οι παράγοντες που κυρίως επηρεάζουν την ισορροπία αυτή, είναι η υγρασία, η θερμοκρασία και ο επαρκής αερισμός. Διατηρώντας το χώρο σε μια ελάχιστη θερμοκρασία (π.χ. 17οC) επιτυγχάνουμε καλύτερα ποσοστά υγρασίας στους χώρους και διατηρώντας τα δομικά στοιχεία σε σταθερή θερμοκρασία το σύστημα θέρμανσης βρίσκεται σε λειτουργία συντήρησης.

Εξοικονόμηση
Η εξοικονόμηση που προσφέρει ένα σύστημα αντιστάθμισης είναι μεγάλη, σε σχέση με το συνολικό κόστος εγκατάστασης. Συνήθως, η εξοικονόμηση κυμαίνεται μεταξύ 7-12% και το κόστος της εγκατάστασης ποικίλει, ανάλογα με την εφαρμογή και το πλήθος των εγκατεστημένων αισθητηρίων, από 450 έως 800 ευρώ. Προς αποφυγή παρεξηγήσεων, θα πρέπει να επισημάνουμε πως η αντιστάθμιση δεν είναι χρονοδιακόπτης. Αν και μπορεί να ενσωματώνει χρονοδιακόπτη για την λειτουργία της, η αντιστάθμιση δεν έχει αυτό το ρόλο. Δηλαδή, δεν απενεργοποιεί την λειτουργία της εγκατάστασης θέρμανσης, όταν βάσει χρονοπρογράμματος, έχουμε επιλέξει ένα εύρος ωρών λειτουργίας. Υπάρχει, βέβαια, τρόπος η αντιστάθμιση να βγαίνει εκτός λειτουργίας με χρονοπρόγραμμα. Ωστόσο, δε θα δείτε εξοικονόμηση, αν ο ελεγκτής δεν λειτουργήσει περισσότερες από έξι ώρες, καθώς δεν προλαβαίνει βάση εξωτερικών συνθηκών να εξοικονομήσει ενέργεια, δηλαδή δεν προλαβαίνει να αντισταθμίσει. Η εξοικονόμηση, προϋποθέτει και χρήση της εγκατάστασης θέρμανσης.

Λύση 2:
Θερμοστάτης χώρου
Για την ορθή και οικονομική λειτουργία της οικιακής εγκατάστασης κεντρικής θέρμανσης, είναι απαραίτητη η τοποθέτηση θερμοστατών χώρου. Με τους θερμοστάτες χώρου, η λειτουργία της εγκατάστασης θέρμανσης εκκινεί μόνο όταν υπάρχει ανάγκη θέρμανσης και διακόπτεται όταν ο χώρος ικανοποιήσει τις συνθήκες που ο θερμοστάτης (άρα ο χρήστης) έχει ορίσει. Ο θερμοστάτης χώρου τοποθετείται σε χώρο του οποίου οι συνθήκες αντιπροσωπεύουν μια «μέση τιμή» σε όλο το διαμέρισμα. Προσοχή πρέπει να δοθεί στο σημείο τοποθέτησης, ώστε αυτό να μην είναι κοντά σε θερμαντική πηγή, ρεύματα αέρα ή άμεση ηλιακή ακτινοβολία, πίσω από κουρτίνες, σε εσοχές τοίχου, κοντά ή πίσω από πόρτες κτλ.. Το ιδανικό ύψος είναι τα 1,5-1,7 μέτρα από το δάπεδο. Ο θερμοστάτης χώρου συνδέεται με τον καυστήρα ή με άλλα όργανα αυτοματισμού και δίνει εντολή (χαμηλή τάση κυρίως) για την λειτουργία της θέρμανσης.

Τύποι θερμοστατών
Ανάλογα με τον τρόπο λειτουργία τους, οι βασικοί τύποι θερμοστατών είναι οι εξής:
-Οι μηχανικοί–ηλεκτρομηχανικοί: Αποτελούν το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο είδος στην αγορά. Η λειτουργία των θερμοστατών αυτών στηρίζεται στη διαστολή και συστολή που υφίσταται ένα διμεταλλικό έλασμα ή ένα υγρό με την αλλαγή της θερμοκρασίας του. Συνήθως, το διαφορικό τους μπορεί να είναι μέχρι 1οC και αυτός είναι ο λόγος (σε συνδυασμό με τα επίπεδα υγρασίας) που σε αρκετές περιπτώσεις δημιουργείται δυσφορία στο χώρο.
-Οι ηλεκτρονικοί: Οι ηλεκτρονικοί θερμοστάτες, που πλέον αντικαθιστούν τους παλαιούς μηχανικούς, δεν έχουν το μειονέκτημα του μεγάλου διαφορικού. Το εύρος της ακρίβειάς τους είναι από 0,1οC έως 0,3οC. Η λειτουργία τους στηρίζεται στην ιδιότητα κάποιων υλικών να μεταβάλλουν την ηλεκτρική αντίστασή τους ανάλογα με την θερμοκρασία τους (θερμίστορ).
- Οι χρονοθερμοστάτες-προγραμματιζόμενοι: Οι ηλεκτρονικοί θερμοστάτες μπορούν να συνδυαστούν και με έναν ωρολογιακό μηχανισμό. Παρέχουν την δυνατότητα να ρυθμίσουμε τη θερμοκρασία χώρου σε διαφορετικές χρονικές περιόδους της ημέρας (ημερήσιος θερμοστάτης) και της εβδομάδας (εβδομαδιαίος θερμοστάτης). Επιπλέον, μας παρέχεται η δυνατότητα να ρυθμίζουμε δύο θερμοκρασίες, μια υψηλή και μια χαμηλή (π.χ. για την νυχτερινή λειτουργία).
-Ψηφιακοί θερμοστάτες: Οι ψηφιακοί θερμοστάτες αποκτούν ολοένα και μεγαλύτερο μερίδιο στην αγορά, καθώς παρέχουν υψηλής ποιότητας ακρίβεια στην μέτρηση, είναι πιο φιλικοί προς το χρήστη και επιπλέον κάποιοι τύποι θερμοστατών έχουν την δυνατότητα να προσαρμοστούν στην συμπεριφορά του εκάστοτε διαμερίσματος, λαμβάνοντας υπόψη την αδράνειά του. Σε αυτή την περίπτωση, ο θερμοστάτης λειτουργεί όπως ένας κοινός ηλεκτρονικός θερμοστάτης για διάστημα 2 εβδομάδων, μέχρι να «διαβάσει» την αδράνεια του διαμερίσματος. Κατόπιν, αφού υπολογίσει σε αυτό το διάστημα την θερμοκρασιακή συμπεριφορά του χώρου, ενεργοποιεί και απενεργοποιεί την θέρμανση νωρίτερα ή αργότερα, ώστε να επιτύχει την σωστή θερμοκρασία στο χώρο.

Λύση 3: Θερμοστατικές κεφαλές/θερμιδομετρητές
Η τεχνολογία έχει αποδείξει ότι το πρόβλημα της ενιαίας κεντρικής θέρμανσης μπορεί εύκολα να επιλυθεί, με τη χρήση θερμοστατικών κεφαλών και θερμιδομετρητών ή ηλεκτρονικών θερμιδομετρητών γραμμής. Έτσι, δίνεται η δυνατότητα στο χρήστη να εξοικονομήσει ενέργεια από την θερμική παρέμβασή του σε κάθε σώμα καθώς και να του αποδοθεί το κόστος που του αναλογεί, χωρίς να επιβαρύνεται δαπάνες άλλων. Κυρίως, όμως, μπορεί να κάνει χρήση της θέρμανσης του, με τους όρους που ο ίδιος επιθυμεί.
Η θερμοστατική κεφαλή τοποθετείται σε κάθε θερμαντικό σώμα της εγκατάστασης και, μέσω του διακόπτη, ρυθμίζει την κυκλοφορία του θερμού νερού στο σώμα, ανάλογα με την επιθυμητή θερμοκρασία. Ταυτόχρονα, ελαχιστοποιείται η σπατάλη ενέργειας που γίνεται όταν το σπίτι θερμαίνει εξίσου όλους τους χώρους, ανεξαρτήτως αν τους χρησιμοποιούμε τακτικά ή όχι.
Στο θερμαντικό σώμα για τον έλεγχο και καταμερισμό των δαπανών θέρμανσης, τοποθετείται ένας κατανεμητής (θερμιδομετρητής). Πρόκειται για μια ηλεκτρονική διάταξη, η οποία είναι ακριβής και ικανή να ξεχωρίσει την θερμότητα που προέρχεται από το σύστημα θέρμανσης και αυτή που έρχεται από άλλες πηγές. Όλες οι εκπομπές θερμότητας καταγράφονται, αλλά μόνο οι εκπομπές που προέρχονται από το σύστημα θέρμανσης υπολογίζονται στην κατανάλωση και κοστολογούνται. Ο κατανεμητής προγραμματίζεται ανάλογα με την πραγματική ισχύ του θερμαντικού σώματος και φέρει ένα μοναδιαίο επταψήφιο (συνήθως) κωδικό για κάθε σώμα. Τέλος, οι κατανεμητές αυτοί εξασφαλίζουν την κακόβουλη παρέμβαση είτε παραβίαση και καταγράφουν κάθε τέτοιου είδους ενέργεια στη μνήμη τους.
Το σύστημα αυτό έχει αποδείξει ότι χωρίς την αλλαγή νοοτροπίας του χρήστη (η οποία μπορεί να συνεισφέρει σε μεγάλο βαθμό στην εξοικονόμηση), μπορεί να επιφέρει μια εξοικονόμηση της τάξης του 20%-30%, δίνοντας βέβαια πολύ μεγαλύτερες δυνατότητες εξοικονόμησης.

Τι είναι ο θερμιδομετρητής γραμμής;
Ο θερμιδομετρητής είναι η μόνη αξιόπιστη μέθοδος μέτρησης της κατανάλωσης ενέργειας σε κτίρια με αυτόνομη θέρμανση στα διαμερίσματα. Με την χρήση θερμιδομετρητών, ένα διαμέρισμα θα χρεωθεί μόνο για τη κατανάλωση του θερμαντικού σώματος που έμεινε ανοικτό ή μόνο του μπόιλερ.
Οι θερμιδομετρητές διαθέτουν μετρητή παροχής νερού και δύο ανιχνευτές θερμοκρασίας, της προσαγωγής (ζεστό νερό προς το διαμέρισμα) και επιστροφής του νερού (κρύου νερού που φεύγει από το διαμέρισμα). Έτσι λοιπόν οι θερμιδομετρητές συγκρίνουν την θερμοκρασία προσαγωγής με την θερμοκρασία επιστροφής, μετρούν τον όγκο του νερού που περνά από αυτούς και υπολογίζουν την θερμική ενέργεια που «πέρασε» από τη βάνα αυτονομίας προς το διαμέρισμα.

Τοποθέτηση
Για την τοποθέτηση ενός συστήματος θερμιδομέτρησης, είναι απαραίτητη η αντικατάσταση του υφιστάμενου σταθερών στροφών κυκλοφορητή με νέο, τύπου inverter. Η παρέμβαση αυτή κρίνεται αναγκαία, καθώς η χρήση των θερμοστατικών κεφαλών δεν συνδυάζεται με σταθερών στροφών κυκλοφορητή, αφού δε θα επιτρέψει την εξισορρόπηση των δικτύων και επιπλέον θα δημιουργήσει υδραυλικό πλήγμα, θόρυβο και καταπόνηση στις εγκαταστάσεις θέρμανσης. Μια τυπική εγκατάσταση σε ένα διαμέρισμα πολυκατοικίας με μονοσωλήνιο σύστημα και πέντε θερμαντικά σώματα κοστίζει από 400 έως 500 ευρώ και ζητά και ένα πρόσθετο κόστος που επιμερίζεται στο διαμέρισμα για τις κοινόχρηστες δαπάνες στο σύστημα θέρμανσης (π.χ. κυκλοφορητής inverter, έλεγχος αντιστάθμισης κτλ.).

Άρθρο του Δημήτρη Μαναγούδη, Mechanical Engineer και Product Manager της Icon Group.